Ezért futhatnak távolra a piroklasztárak

Nemrégiben a Nature Communications folyóiratban látott napvilágot az a kutatási eredmény, amelyet az Edinburghi Egyetem ismertetett. A piroklasztárakról a legtöbben talán a Vezúv hatalmas, Pompejit elpusztító történelmi kitörése kapcsán hallottak, azonban nem kellenek ennyire nagy kitörések ahhoz, hogy végzetessé váljon e jelenség. Bizonyos típusú vulkánkitörések kísérője a piroklasztár, ami voltaképp igen forró gázok és hamu, valamint nagyobb vulkáni törmelékek keverékéből áll, és hatalmas sebességgel száguld le a tűzhányók oldalán, leginkább annak völgyei felé. Azt, hogy pontosan hol és merre robog majd végig egy-egy ilyen forró áradat a vulkánokon, sejteni lehet, de pontosan előrejelezni nem, valamint az is kiszámíthatatlan, hogy milyen távolságba juthat el az ár. Ezek ismerete pedig emberéletek sokaságát mentheti meg!

E jelenség felelős az elmúlt évtizedek vulkánkitörésekhez köthető halálos áldozatainak zöméért, és jelenleg is mintegy 600 millióan élnek olyan helyeken, ahol lesújthatnak ezek az akár 600 Celsius-fokot is elérő forró áradatok. Az új kutatásból kiderült, minek köszönhetően gyorsulhatnak fel a piroklasztárak akár 160 kilométer per órás sebességre is, és miként juthatnak el akár 20 kilométeres távolságba is.

Ezen áradatok leggyakoribb fajtájának, a sokszor a lávadómok összeomlása során kialakuló, hamu és kőzettömbök keverékéből állók (lásd a fentebbi videóban) viselkedését tanulmányozta az edinburghi vezetésű kutatócsoport. A vizsgálatokat az indonéz Merapi 2006-ban és 2010-ben kialakult piroklasztárainak lerakódott rétegein végezték el, e vulkán különösen hajlamos arra ugyanis, hogy a krátertől nagy távolságba kifutó, halálos áldozatokkal járó piroklasztárakat produkáljon.

Sikerült rábukkanniuk arra a mechanizmusra, amelynek köszönhetően csökken az áradat súrlódása, s ezzel képes nagy sebességre gyorsulni: részint feldarabolódnak az áradatban lévő kőzettömbök, s ezt követően az áradat legalsó rétege folyadékszerűen viselkedik.
Ez a hatás annak köszönhetően alakul ki, hogy a vulkáni anyagok keveréke tömörebbé válik, miután a nagy tömbök szétesésével finom szemcsék születnek, s az egyes törmelékáradat pórusnyomása megnő. Ennek köszönhetően fokozottan folyékonnyá válik az áradat, amelynek gyakran hatalmas, több millió tonnás tömege is hozzájárul ahhoz, hogy igencsak felgyorsulva és nagy távolságokra is eljuthatnak ezek az izzó lavinák.

Modellszámításokat is végeztek a szakemberek, mégpedig a Merapi egyik, jól ismert és felmért 2006-os piroklasztárját modellezték le. Az újonnan felismert összefüggés alkalmazása nélkül az ár sokkal rövidebb utat volt csak képes megtenni, ám, ha beszámították a feldarabolódás által kiváltott folyósodás elvét is, akkor nagyjából oda jutott el az áradat, ahová a valós helyzetben is.

A kutatók hozzátették, az összefüggés nemcsak a vulkáni piroklasztárakra, hanem más, darabolódással járó, lejtőn lefelé zúgó áradatokra, pl. sziklaomlások vagy lavinák viselkedésére is érvényes.